CN109510183A - 一种避免启动冲击电流的装置 - Google Patents

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徐凯
董世奇
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    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/02—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess current

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Abstract

本发明涉及一种避免启动冲击电流的装置，其包括电源端、滤波器、切换电路、变压器和延时闭合回路；电源端经所述滤波器处理后，为所述切换电路供电；所述切换电路设置在所述变压器的初级绕组侧，且由所述切换电路控制所述变压器的通电状态；所述变压器的第一次级绕组与所述延时闭合回路连接，由所述延时闭合回路控制所述切换电路的工作；第二次级绕组与负载连接。本发明采用负温度系数热敏电阻器NTC1与时间继电器KT1以及接触器K1的配合使用，有效地避免了大冲击电流对系统的以及网电源影响。

Description

一种避免启动冲击电流的装置
技术领域
本发明涉及一种手术机器人系统控制装置，特别是关于一种在手术机器人系统启动过程中应用的避免启动冲击电流的装置。
背景技术
在科技飞速发展的今天，机器人代替人工做手术已经成为大的趋势，同时也对手术机器人系统的安全性要求提出了更高的要求，当在准备一场手术工作准备中，启动机器人也是其中的必不可少的一项，后端启动负载如果太大，在启动瞬间容易产生冲击电流导致烧毁保险丝或跳闸，为手术带来风险。
传统设计一般为上电后直接启动，或设计电源分配系统分时启动不同的子系统或用电模块，降低启动冲击电流；或利用LC和整流电路来实现对启动冲击电流的限制。但如果单个用电模块功率太大(比如说大功率变压器)，大冲击电流带来的风险还是不可避免的。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种避免启动冲击电流的装置，其既能保证手术机器人系统的安全，并且避免了手术机器人系统启动对医院其它正在使用的医疗器械设备的使用造成的影响。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种利用NTC电阻特性避免启动冲击电流的装置，其包括：电源端、滤波器、切换电路、变压器和延时闭合回路；所述电源端经所述滤波器处理后，为所述切换电路供电；所述切换电路设置在所述变压器的初级绕组侧，且由所述切换电路控制所述变压器的通电状态；所述变压器的第一次级绕组与所述延时闭合回路连接，由所述延时闭合回路控制所述切换电路的工作；所述变压器的第二次级绕组与负载连接。
进一步，所述切换电路包括交流接触器的触点开关和负温度系数热敏电阻器；所述负温度系数热敏电阻器一端与所述滤波器输出端连接，所述负温度系数热敏电阻器另一端与所述变压器初级绕组连接；所述交流接触器的触点开关与所述负温度系数热敏电阻器并联。
进一步，所述延时闭合回路包括延时闭合时间继电器的线圈、延时闭合时间继电器的触点开关和交流接触器的线圈；所述延时闭合时间继电器的线圈与所述第一次级绕组并联，所述延时闭合时间继电器的线圈交流相接线端与所述延时闭合时间继电器的触点开关一端连接，所述延时闭合时间继电器的触点开关另一端与所述交流接触器的线圈交流相接线端连接；所述交流接触器的线圈交流零接线端与所述延时闭合时间继电器的线圈交流零接线端所述连接。
进一步，位于所述第一次级绕组和第二次级绕组侧分别设置有第一保险丝和第二保险丝；所述第一保险丝设置在所述第一次级绕组与所述延时闭合时间继电器的线圈之间。
进一步，该装置还包括空气开关；所述电源端的单相电源相线L、单相电源中线N分别经电源进线端子排的端子L和端子N与所述空气开关一端连接，所述电源端的单相电源地线PE经所述电源进线端子排的端子PE接地；所述空气开关另一端与所述滤波器输入端连接。
进一步，所述负载为手术机器人系统。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：本发明经过负温度系数热敏电阻器NTC1与时间继电器KT1以及接触器K1的配合使用，可以有效地避免了大冲击电流对系统的以及网电源影响。
附图说明
图1是本发明利用NTC热敏电阻抑制启动冲击电流原理示意图；
图2是NTC电阻特性曲线；
图3是不使用NTC电阻启动电流曲线；
图4是使用NTC电阻后启动电流曲线。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1所示，本发明提供一种避免启动冲击电流的装置，该装置利用NTC热敏电阻的特性在手术机器人系统上电瞬间能够降低并消耗掉启动冲击电流。本发明包括电源端、滤波器Filter、切换电路1、变压器T和延时闭合回路2。电源端经滤波器Filter处理后，为切换电路1供电；切换电路1设置在变压器T的初级绕组侧，且由切换电路1控制变压器T的通电状态。变压器T的第一次级绕组与延时闭合回路2连接，由延时闭合回路2控制切换电路1的工作；第二次级绕组与负载连接，负载即为手术机器人系统。
上述实施例中，切换电路1包括交流接触器K1触点开关和负温度系数热敏电阻器NTC1。负温度系数热敏电阻器NTC1一端与滤波器Filter输出端连接，负温度系数热敏电阻器NTC1另一端与变压器初级绕组连接；交流接触器K1触点开关与负温度系数热敏电阻器NTC1并联。当电源端供电时，电流通过负温度系数热敏电阻器NTC1转化为热能，由于负温度系数热敏电阻器NTC1在正常温度下初始电阻值非常大，随着负温度系数热敏电阻器NTC1温度逐渐升高其电阻值逐渐降低，在此期间，交流接触器K1触点开关不得电，为断开状态。
上述各实施例中，延时闭合回路2包括延时闭合时间继电器KT1的线圈、延时闭合时间继电器KT1的触点开关和交流接触器K1线圈。延时闭合时间继电器KT1的线圈与第一次级绕组并联，延时闭合时间继电器KT1的线圈交流相接线端A1与延时闭合时间继电器KT1的触点开关一端连接，延时闭合时间继电器KT1的触点开关另一端与交流接触器K1线圈交流相接线端A1连接；交流接触器K1线圈交流零接线端A2与延时闭合时间继电器KT1的线圈交流零接线端A2连接。当负温度系数热敏电阻器NTC1电阻值降低后，变压器T得电；当到达延时闭合时间继电器KT1预先设定的时间后，延时闭合时间继电器KT1的线圈才得电，进而使延时闭合时间继电器KT1的触点开关闭合，交流接触器K1线圈得电，此时冲击电流已经被负温度系数热敏电阻器NTC1消耗干净，并切换回正常的通过交流接触器K1触点开关闭合的回路供电。
上述各实施例中，位于第一次级绕组和第二次级绕组侧分别设置有第一保险丝F1和第二保险丝F2。第一保险丝F1设置在第一次级绕组与延时闭合时间继电器KT1的线圈之间。
上述各实施例中，本发明的装置还包括空气开关QF1。电源端的单相电源相线L、单相电源中线N分别经电源进线端子排X1的端子L和端子N与空气开关QF1一端连接，电源端的单相电源地线PE经电源进线端子排X1的端子PE接地。空气开关QF1另一端与滤波器Filter输入端连接，由空气开关QF1控制电源端的工作状态。
综上所述，本发明在使用时，根据负温度系数热敏电阻器NTC1电阻特性控制变压器T的通电状态，如图2所示，其中X轴表示温度值(摄氏度)，Y轴表示电阻值，图中的曲线表示了随着温度的升高，热敏电阻值会按照图中所示曲线逐渐下降。不使用NTC电阻启动的电流曲线如图3所示，其中X轴表示时间(秒)，Y轴表示启动电流，图中的曲线表示了负载得电刚启动电流突然增大，然后会快速下降到正常值后稳定下来。使用NTC电阻启动的电流曲线如图4所示，其中X轴表示时间(秒)，Y轴表示启动电流，图中的曲线表示了负载得电刚启动电流缓慢增大，直到达到正常值后稳定下来。将不使用NTC电阻启动的电流曲线与使用NTC电阻启动的电流曲线进行对比，可知本发明采用负温度系数热敏电阻器NTC1与时间继电器KT1以及接触器K1的配合使用，有效地避免了大冲击电流对系统的以及网电源影响。
上述各实施例仅用于说明本发明，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (6)

1.一种避免启动冲击电流的装置，其特征在于：包括：电源端、滤波器、切换电路、变压器和延时闭合回路；所述电源端经所述滤波器处理后，为所述切换电路供电；所述切换电路设置在所述变压器的初级绕组侧，且由所述切换电路控制所述变压器的通电状态；所述变压器的第一次级绕组与所述延时闭合回路连接，由所述延时闭合回路控制所述切换电路的工作；所述变压器的第二次级绕组与负载连接。
2.如权利要求1所述装置，其特征在于：所述切换电路包括交流接触器的触点开关和负温度系数热敏电阻器；所述负温度系数热敏电阻器一端与所述滤波器输出端连接，所述负温度系数热敏电阻器另一端与所述变压器初级绕组连接；所述交流接触器的触点开关与所述负温度系数热敏电阻器并联。
3.如权利要求1所述装置，其特征在于：所述延时闭合回路包括延时闭合时间继电器的线圈、延时闭合时间继电器的触点开关和交流接触器的线圈；所述延时闭合时间继电器的线圈与所述第一次级绕组并联，所述延时闭合时间继电器的线圈交流相接线端与所述延时闭合时间继电器的触点开关一端连接，所述延时闭合时间继电器的触点开关另一端与所述交流接触器的线圈交流相接线端连接；所述交流接触器的线圈交流零接线端与所述延时闭合时间继电器的线圈交流零接线端所述连接。
4.如权利要求3所述装置，其特征在于：位于所述第一次级绕组和第二次级绕组侧分别设置有第一保险丝和第二保险丝；所述第一保险丝设置在所述第一次级绕组与所述延时闭合时间继电器的线圈之间。
5.如权利要求1至4任一项所述装置，其特征在于：该装置还包括空气开关；所述电源端的单相电源相线L、单相电源中线N分别经电源进线端子排的端子L和端子N与所述空气开关一端连接，所述电源端的单相电源地线PE经所述电源进线端子排的端子PE接地；所述空气开关另一端与所述滤波器输入端连接。
6.如权利要求1所述装置，其特征在于：所述负载为手术机器人系统。
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CN114204532A (zh) * 2021-10-25 2022-03-18 北京无线电测量研究所 一种用于减小雷达系统中变压器启动冲击电流的配电电路

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